磁鐵截面積對每極氣隙提供磁通,兩塊磁鐵的磁化方向長度對磁路提供磁勢,故電機氣隙磁感應強度近似等于磁鐵工作點的磁感應強度。
切向結構中,相鄰兩塊磁鋼是并聯的,由兩塊磁鋼截面積通過磁極向氣隙提供磁通,只有一塊磁鋼向磁路提供磁勢,這是一種聚磁機構形式,其氣隙磁感應強度可大于磁鋼工作點的磁感應強度,因此該結構可充分發揮磁鋼矯頑力高的優勢,氣隙磁感應強度遠大與切向結構的氣隙磁感強度[1]。
從兩種轉子的對比來看,徑向形式的轉子漏磁較小,工藝簡單,制造方便,為目前國內風電制造廠家普遍采用的一種形式,其中包括兆瓦級的風力發電機。
切向結構是一種聚磁結構,便于提高電機的磁負荷,對極數較多的電機轉子,采用切向結構也較易實現。但由于切向結構制造工復雜,特別是大容量電機裝配起來比較困難,所以一般用于千瓦級別的發電機中,而在國內小型風力發電機市場采用這種結構的相對比較少。
值得注意的是,切向結構的轉子產生的漏磁比較大,轉軸盡量采用非磁性材料,如不銹鋼等,同時隔磁材料外徑盡可能加大。在相同的技術參數,定子沖片、相同的極弧系數以及相同的功率輸出的情況下,徑向結構的發電機的反電勢比切向結構的高。
同輸出特性的條件下徑向結構的波形畸變率要比切向結構的小,利用Ansoft 軟件對兩結構進行空載仿真,從反電勢中明顯可以看出其區別(圖5、圖6)。
2.7 離網型風力發電機的區域性設計
目前國內各小型風力發電機廠家對同一型號的風力發電機組,在不同地區使用的發電機是同一型號發電機,由此帶來的問題就是:
(1)按常規電機設計的風力發電機組在內陸風能資源相對貧乏的地區,發電機能夠正常切入工作,但在風能資源豐富的地區(如內蒙古,西藏,新疆,海島等地區,常年風速比較大,而且20m/s 的風速較為正常),長期處于高負荷狀態下運行,風力發電機容易燒毀。
